重18井区J3q3层夹层分布对SAGD开发效果的影响

桑林翔，杨万立，杨浩哲，王立龙，李 婷

(中油新疆油田分公司，新疆 克拉玛依 834000)



重18井区J3q3层夹层分布对SAGD开发效果的影响

桑林翔，杨万立，杨浩哲，王立龙，李 婷

(中油新疆油田分公司，新疆 克拉玛依 834000)

夹层的存在影响蒸汽腔的垂向扩展以及泄液，从而影响SAGD的开发效果。根据风城油田重18井区SAGD区J3q3储层夹层的电性、物性特征对其进行了划分，识别出夹层的物质组成，并进一步确定了夹层的分布范围。通过数模研究，分析了不同夹层位置和展布范围对SAGD生产的影响，注汽井上方夹层可导致蒸汽腔垂向发育减缓，注汽井和生产井井间夹层可导致无法形成有效泄液通道。与动态实例结合，证实了井间夹层对生产的影响大于注汽井上方夹层。该研究为SAGD效果分析、井位部署、措施制订等提供了技术支撑。

SAGD；夹层；开发效果；影响；重18井区

引 言

理想状态下，SAGD开发中蒸汽通过注汽井注入地层后，释放汽化潜热，加热高黏度油层，黏度降低后的高温油水混合物在重力作用下流入生产井而被采出。前人研究表明，夹层的存在对蒸汽腔的扩展、井间泄液形成一定程度的阻碍，从而导致SAGD井组的产油量降低，产油高峰到来时间延迟，对SAGD井组的生产效果造成严重影响[1-2]。因此，夹层识别以及不同夹层对SAGD生产影响研究尤为重要。重18井区南部J3q3层为SAGD主力开发层系，其沉积环境为超覆填平型近源辫状河沉积[3]，主要岩性为细砂岩、中细砂岩、含砾砂岩和不稳定分布的砂砾岩，区域内夹层较发育[4]，主要存在物性和岩性夹层，物性夹层渗透率在100×10-3μm2以下，岩性夹层由于受不同岩性控制，垂向渗透率变化范围较大。目前该区投产井组16对，平均日产油为11.25 t/d，生产效果较差。通过精确认识油藏夹层特征，全面掌握夹层分布对SAGD生产的影响，制订合理生产调控措施，将有效提高SAGD开发效果。

1 重18井区J3q3层夹层研究

1.1 夹层识别标准

根据对重18井区SAGD区J3q3层岩心观察，分析其电性[5]、物性特征[6]，采用岩性分类方法建立典型单井剖面，利用典型剖面对未取心井进行夹层识别，建立该区夹层识别标准[7-8](表1)。

表1 重18井区南部SAGD区J3q3层岩性、物性夹层识别标准

分析表明，夹层主要分为2种类型：①岩性夹层，主要岩性为泥岩、粉砂质泥岩、钙质细砂岩[9]及砂砾岩，孔隙度为7.2%～25.3%，渗透率为0.01×10-3～300.00×10-3μm2，深浅侧向电阻率下降幅度明显，深侧向电阻率与幅度差减小，自然伽马值明显回返，但未达到泥岩基线，密度升高；②物性夹层，主要岩性为泥质粉砂岩、泥质细砂岩，孔隙度为20.4%～26.0%，渗透率为20×10-3～200×10-3μm2，深侧向电阻率曲线介于泥岩和砂岩之间，有一定幅度差，密度较高，自然伽马值幅度较低。

1.2 夹层分布特征

根据夹层识别标准对J3q3层进行夹层刻画，明确该区2类夹层的分布规律。

(1) 岩性夹层分布特征。纯泥岩夹层主要分布在J3q3层西北部和东南部，呈连片状和点状分布，厚度为0.20～4.00 m，平均为0.80 m(图1a)；粉砂质泥岩夹层主要分布在J3q3层北部，北厚南薄，厚度为0.30～2.61 m，平均为0.50 m(图1b)；钙质砂岩夹层总体沿物源一带发育，北薄南厚，呈连片状或条带状分布，厚度为0.10～1.38 m，平均为0.15 m(图1c)；砂砾岩夹层全区均有发育，主要分布在J3q3层的西北部与东南部，呈片状分布，厚度为0.50～2.54 m，平均为0.50 m(图1d)。

(2) 物性夹层分布特征。物性夹层在J3q3层全区均有发育，从北西向到南东向呈连片分布，其分布范围与岩性夹层基本一致，厚度为0.50～5.59 m，平均为1.28 m(图1e)。研究认为，岩性夹层在阻隔流体渗流的同时，由于附近岩性变化，分选性较差，对周围砂岩物性造成较大影响，易形成物性夹层[10]。

图1 重18井区南部SAGD区J3q3层夹层厚度分布

2 夹层对SAGD开发效果的影响

结合夹层与SAGD井组相对位置情况，统计重18井区J3q3层SAGD井组的生产效果(表2)。

统计结果表明：夹层影响SAGD开发效果，无夹层时油汽比最高为0.21；注汽井和生产井之间的夹层影响程度大于注汽井上方夹层的影响程度，注汽井和生产井之间存在夹层时，油汽比低于注汽井上方存在夹层时的油汽比。建立该区夹层三维模型[11]，对注汽井上方存在夹层与注汽井和生产井之间存在夹层的2类典型情况做进一步研究[12-13]。

表2 重18井区J3q3层4类夹层分布情况时的生产效果

2.1 注汽井上方存在夹层

建立夹层单体展布范围为10 m，距离注汽井正上方为1、3、6、10 m的模型。模拟结果显示：夹层距离注汽井越近，蒸汽腔向上扩展趋势越弱，绕过夹层的能力越弱，夹层距离注汽井上方6 m范围以内时对生产影响大。建立夹层单体展布范围为8、12、16、20、24、28 m，距离注汽井上方为6 m的模型。模拟结果显示：夹层展布范围越大，蒸汽腔绕过夹层需要的时间越长，产量高峰值越迟出现，夹层展布范围每增加4 m，产量高峰值推迟0.5 a(图2)。

图2 夹层分布于注汽井上方产量预测

以FHW212井组为例。注汽井上方发育砂砾夹层，长度为264 m，宽度为20～100 m，高度为6.6 m。水平段后段蒸汽腔垂向上升暂时受到影响，全水平段均有泄液，石油地质储量可全部动用。目前该井组平均日产油为12 t/d，油汽比为0.17，蒸汽腔绕过夹层后开发效果还可进一步提升。

2.2 注汽井和生产井之间存在夹层

建立夹层单体展布范围为6 m，距离生产井为1、2、3、4 m的模型。模拟结果显示：夹层距离生产井越近，对蒸汽腔泄下的流体阻挡作用越强，当距离在3 m以下时，井间液体流动性明显变弱。建立夹层单体展布范围为6、10、14、18 m，距离生产井3 m的模型。模拟结果显示：夹层展布范围越大，阻碍井间流体的流动性越强，井间泄液面积越少，夹层超过6 m后，产量高峰值越延迟且高峰值越低[14-16](图3)。

以FHW3091井组为例。注汽井和生产井之间水平段后段发育泥质夹层，长度为207 m，宽度为140 m，高度为1.4 m。从蒸汽腔发育情况可知，由于夹层的存在，水平段后段蒸汽腔无法发育，影响水平段后段正常泄液，导致后段蒸汽腔难以发育。该井组平均日产油为9 t/d，油汽比为0.13。与注汽井上方存在夹层时对比，生产效果明显变差。

图3 夹层分布于注汽井与生产井之间产量预测

综上分析，由于注汽井上方夹层导致蒸汽腔垂向发育减缓，在注汽井和生产井之间时无法形成有效泄液通道，严重影响井组生产效果。通过动态分析，充分证实注汽井和生产井之间夹层对生产的影响远大于注汽井上方夹层的影响，井位部署时应尽量避开井间夹层，与注汽井上方夹层保持一定的距离。对于存在夹层的井组应尽快开展调整治理措施。

3 结 论

(1) 重18井区南部SAGD区齐古组油藏J3q3层夹层划分为泥岩类、钙质砂类、砂砾岩类等岩性夹层和砂岩类物性夹层。

(2) 岩性夹层以泥岩类和钙质砂岩类为主，全区分布广泛，且长、宽均在100 m以上，属于主要渗流屏障。由于岩性变化导致砂岩物性降低，故物性夹层主要在岩性夹层周边发育。

(3) 当夹层存在于注汽井上方时会阻碍蒸汽腔垂向上升，当夹层存在于注汽井和生产井之间时会阻碍泄液。

(4) 结合数值模拟与现场动态，证明井间夹层对SAGD开发的影响较注汽井上方夹层影响大，井位部署时应尽量避开井间夹层。对于存在夹层的井组应尽快开展治理调整措施。

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编辑 姜 岭

20150131；改回日期：20150410

中国石油天然气股份有限公司“新疆大庆”重大科技专项“浅层稠油、超稠油开发技术研究与应用(2012E-34-05)

桑林翔(1973-)，男，高级工程师，1996年毕业于大庆石油学院油藏工程专业，现从事油田开发管理工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.03.020

TE345

A

1006-6535(2015)03-0081-04